[发明专利]一种发动机热管理系统的建模方法

权利要求书

1.一种发动机热管理系统的建模方法，其特征在于，包含以下步骤：

(1)确定发动机热管理系统的组成；

(2)确定发动机热管理系统各组件的连接顺序；

(3)在机电液一体化建模软件中选取相应的库及组件；

(4)发动机模型的选取与设置：在冷却系统库中选取发动机模型，参考发动机厂商提供的技术参数或通过整车试验及发动机试验台架试验得到散热量与发动机转速及主轴功率间的关系，进而得到表示发动机与冷却液间散热量的二维表格，将此表格输入模型，完成发动机模型的设置；

(5)节温器模型的选取与设置：在冷却系统库中选取节温器模型，根据具体的节温器部件参数设置节温器的开度系数与冷却液温度的关系；

(6)水泵模型的选取与设置：在冷却系统库中选取水泵模型，根据实际的整车情况给定水泵转速与发动机转速之比，进行试验得到水泵性能曲线，将此曲线输入模型，完成水泵模型的设置；

(7)膨胀水箱模型的选取与设置：在热工水力库中选取膨胀水箱模型，确定膨胀水箱的容积，将此参数输入模型，完成膨胀水箱模型的设置；

(8)HEAT插件图标的选取：在HEAT库中选取热插件，并进行外部边界条件的配置；

(9)散热器模型的选取与设置：在HEAT库中选取散热器模型，设置散热器参数，进行散热器性能试验，得到散热器的换热性能参数、水阻参数、风阻参数，根据所述热性能参数、水阻参数和风阻参数得到在不同的流量下冷却液通过散热器的压降曲线、在不同的流量下空气通过散热器的压降曲线，将两个所述压降曲线分别作为内部流动参数与外部流动参数输入模型，通过输入试验数据得到换热系数；

(10)电控硅油离合器风扇模型的选取与设置：在HEAT库中选取风扇模型，根据风扇的外形参数给定风扇的直径及厚度，得到风扇气动性能曲线，风扇的气动性能参数包括风扇的静压流量曲线及效率流量曲线，将二者输入模型，完成风扇模型的设置，然后使用信号与控制库对电控硅油离合器进行建模，电控硅油离合器的建模包括温度与转速传感器，以及表达控制逻辑的函数表达式；

(11)车辆与环境参数的设置：在冷却系统库中选取与车辆参数设置相关的模型，包括占空比子模型、发动机转速及功率计算模型和行驶条件定义模型；

(12)体现不同车速对散热器散热性能的影响：在HEAT插件前通过一个函数表达式来表示不同车速对散热器前方进气压力的影响，所述函数表达式通过整车试验或三维CFD仿真的方法确定；

(13)完成发动机热管理系统的建模。

2.根据权利要求1所述的发动机热管理系统建模方法，其特征在于：步骤(2)中，根据发动机冷却系统的连接情况，将冷却液的流路分为大循环和小循环，根据冷却系统的布置形式，确定大循环与小循环各部件间的连接顺序。

3.根据权利要求1所述的发动机热管理系统建模方法，其特征在于：步骤(3)中使用HEAT库参与热管理系统模型的建模。

4.根据权利要求1所述的发动机热管理系统建模方法，其特征在于：步骤(4)中，通过经验公式对发动机与冷却系统间的换热量进行初步估算：

其中：

Q_w——发动机与冷却系统间的换热量；

A——传给冷却系的热量占燃料热能的百分比；

g_e——内燃机的燃料消耗率；

h_u——燃料低热值。

5.根据权利要求1所述的发动机热管理系统建模方法，其特征在于：步骤(8)使用的用于管理热组件之间的外部流交互的热插件为HEAT11。

6.根据权利要求1所述的发动机热管理系统建模方法，其特征在于：步骤(9)使用建模软件内置的换热参数前处理程序来计算半经验换热系数。